Ultra-presist kvantetermometer for å måle temperaturer i rom og tid

Et internasjonalt team av forskere inkludert eksperter fra University of Adelaide har designet et kvantetermometer for å måle de ultrakalde temperaturene i rom og tid forutsagt av Einstein og kvantemekanikkens lover.

University of Adelaides Dr. James Q. Quach, Ramsay Fellow, School of Physical Sciences og Institute for Photonics and Advanced Sensing (IPAS), ledet etterforskningen.

“Vi har designet et kvante termometer som kan måle ekstremt små endringer i temperaturen,” sa han.

“Den teoretiske utformingen av kvantetermometeret er basert på den samme teknologien som brukes til å bygge kvantedatamaskiner.”

Einstein spådde at hastigheten du oppfatter tiden å passere med er avhengig av hastigheten du reiser med: en person som beveger seg veldig fort, eldes med en langsommere hastighet enn noen som står stille. Dette førte til hans teori om generell relativitet, som sier at rom og tid sammen fungerer som et stoff som kan bøye seg og vri seg.

Forholdet mellom temperatur og akselerasjon er likt forholdet mellom tid og hastighet. Ulike observatører som beveger seg med forskjellig akselerasjon vil oppfatte forskjellige, om enn små, forskjeller i temperaturer.

“I 1976 kombinerte den kanadiske fysikeren William Unruh Einsteins arbeid med den andre grunnleggende teorien om moderne fysikk, kvantemekanikkog spådde at stoffet i rom-tid har en veldig lav temperatur,” sa Dr. Quach.

“Spennende nok endret denne temperaturen seg avhengig av hvor raskt du beveger deg.

“For å se denne endringen i temperatur, må du bevege deg ekstremt raskt. For å se en grad endre seg temperatur du må bevege deg nær lysets hastighet.

“Inntil nå har disse ekstreme hastighetene forhindret forskere i å verifisere Unruhs teori.”

Dr. Quach og hans kolleger professor William Munro fra NTT Basic Research Laboratories i Japan og professor Timothy Ralph fra University of Queensland publiserte arbeidet sitt i tidsskriftet Fysiske gjennomgangsbrev .

“I teorien trenger ikke et kvantetermometer å akselerere fysisk, i stedet bruker det et magnetfelt for å akselerere det interne energigapet til enheten,” sier Dr. Quach.

“Kvantetermometeret kan bygges med dagens teknologi.”

Teamets arbeid har viktige implikasjoner for fremtidig forskning. Kvantetermometeret kan brukes til å måle ultrakalde temperaturer og med presisjon som konvensjonelle termometre ikke kan.

---

---